Экология/ 1 Состояние биосферы и её влияние на здоровье человека.

К.б.н. Кузьмина Г.В.

Кызылординский Государственный Университет им. Коркыт Ата, Казахстан.

Основные конституциональные барьеры риса к прибрежной мухе.

Рис возделывается в Кзылординской области с древнейших времён и до 1965года, как сельскохозяйственная культура не нарушала сложившего веками экологического равновесия. Орошение было самотечным, минеральные удобрения если и вносились, то в ограниченном количестве, а гербициды не применялись совсем. После мартовского (1965) и майского (1966) пленумов ЦК КПСС на юге Казахстана, в низовьях р. Сырдарьи был создан крупный район возделывания риса. Основными источниками увеличения производства риса стало комплексная механизация, применение минеральных удобрений и гербицидов. Возрастание площадей возделывания риса естественно привело к увеличению водозабора реки Сырдарьи. Следствием чего было прекращение поступления её воды в Аральское море, негативные последствия усиливали такие же процессы в бассейне реки Амударьи (Верещагин, 1991). Непродуманное хозяйствование человека обернулось экологической катастрофой. Море продолжает высыхать, а с его обнажившегося морского дна ветер поднимает вместе с песком миллионы тонн соли и пестицидов, которые затем в виде осадков выпадают на почву Приаралья (Чижевский, 2004). В возникшей ситуации встают две взаимосвязанные и одновременно взаимоисключающие проблемы – спасение Аральского моря и специализация сельского хозяйства Казахстанского Приаралья в ближайшее время и на долгую перспективу. Мнение многих учёных (Верещагин, 1991), решение проблем экологии в Приаралье возможно и при сохранении риса в качестве основной сельскохозяйственной культуры орошаемого земледелия Кызылординской области. Но в современном хозяйствовании должны укрепляться позиции биологического земледелия. Экологически оправданна система выращивания риса опирающаяся на использование биологического потенциала культурных растений.

По данным ряда исследователей(Касьянов,1973.,Комисарова,1973.,Котлярова,1975) и нашим наблюдениям за ростом и повреждениями вредителями сортов Казахстанской коллекции риса наиболее вредоносным вредителем, из 22 видов насекомых и ракообразных, является прибрежная муха (Ephydra macellaria egg.) Все изучавшие образцы различаются по привлекательности к данному вредителю и их можно условно разделить на три группы. Первая группа – слабо заселяемые, численность личинок первого возраста прибрежной мухи от 0 до 97, вторая группа – средне заселяемые ( 98-155), третья группа активно заселяемые (156-276). После заселения вредителем образцов риса изучались индуцированные барьеры: репарационный и некротический. Анализ проведенных исследований, выявил прямую связь между степенью заселяемости образцов риса прибрежной мухой и изоляцией последних от нормально функционирующих тканей. (Шапиро,1985) Например, слабо заселяемые образцы восстанавливали функции повреждённого корня в два раза быстрее, чем активно заселяемые. Та же тенденция повторялась при исследовании некротического барьера. Для слабо заселяемых прибрежной мухой образцов было свойственно активное развитие некротических пробок от 89% до 95%, что в среднем в три раза больше, чем у активно заселяемых. На основании полученных данных слабо заселяемые образцы были названы устойчивыми к повреждению прибрежной мухой, а средне и активно заселяемые образцы соответственно средне устойчивыми образцами и неустойчивыми образцами.

Следующим этапом наших исследований было изучение конституциональных барьеров устойчивости на различных образцах риса Казахстанской коллекции к прибрежной мухе. Известно, что пищевая специализация фитофагов в процессе их коэволюции с кормовыми растениями во многом определяется барьерами конституциональной устойчивости, ограничивающими пищевую деятельность потребителей (Вилкова, 1975, 1979; Вилкова, Шапиро,1984). Изучая систему «рис – прибрежная муха» необходимо учитывать значительную эврибионтность вредителя и изменчивость сортов и образцов культурного риса в зависимости от условий их возделывания. Изменение условий возделывания обуславливают увеличение адаптационных возможностей прибрежной мухи и становление её как одного из основных вредителей риса. Основная задача рисоводов на этом этапе – поддержание численности прибрежной мухи на уровне ниже экономического порога вредоносности. Этот вариант возможен за счёт возделывания устойчивых сортов риса, которые будут в свою очередь депрессировать развитие прибрежной мухи.

Одним из основных иммуногенетических барьеров риса к вредителям и, в частности, к прибрежной мухе является ростовой барьер. Быстрота проникновения личинок прибрежной мухи к корням зависят от темпов роста главного и придаточных корней, увеличения числа и несущих корневые волоски корней, этим самым увеличивающих поглощающую поверхность корня. У наиболее устойчивых образцов личинки прибрежной мухи, продвигаясь к верхушкам корней, должны затратить большее время, чем на менее устойчивых образцах. Характерным показателем быстрого роста является также рост стебля. Экспериментально установлено, что наибольший темп роста стебля и корней зафиксирован у устойчивых образцов. На 9 день длина в среднем стебля на 23,7мм, корня на 25,7мм была больше, чем у неустойчивых образцов. Та же тенденция наблюдалась и при подсчете количества придаточных и придаточных несущих корневые волоски корней, их соответственно на 2,5 и 3,5 штук было больше, чем у неустойчивых образцов. Более высоких показатели по ростовому барьеру на устойчивых образцах подтверждает и контроль массы 10 проростков, он на 1,5 г выше, чем на неустойчивых образцах.

Полученные экспериментальные данные и их анализ позволяют сделать вывод о том, что устойчивые образцы характеризуются более быстрыми темпами роста стебля и корня, количеством придаточных и придаточными несущими корневые волоски корнями, а также массой всего проростка. По нашему мнению, это способствует уходу растения от вредителя.

Наряду с ростовым барьером нами был рассмотрен морфологический барьер, также относящийся к категориям конституционального иммунитета. Основное внимание в этих исследованиях уделялось выяснению роли кремния в устойчивости риса к прибрежной мухе. Из литературных источников (Котлярова, 1975) известно, что куколки при окукливании располагаются на корнях, стеблях, листьях риса. Поэтому, более устойчивы к повреждению, будут проростки с большим содержанием кремния. В нашем опыте наибольшее количество кремниевой кислоты отмечено у устойчивых образцов, в процентном соотношении: устойчивые образцы – 36,6%; неустойчивые образцы – 28,9% ; стандарты – 34,5%.

Приведённые выше материалы показывают, что содержание кремниевой кислоты зависит от устойчивости образца, количество её играет немаловажную роль в выносливости и антибиотическом воздействии растения на вредителя.

В результате своих исследований мы пришли к выводу:

1. В устойчивости риса к прибрежной мухе в Кызылординской области одну из основных ролей играет конституциональный иммунитет растений: морфологический и ростовой барьеры.Немаловажную роль играет и фенологическая устойчивость – «уход» растения в критической фазе развития от вредоносной фазы вредителя. Сложный механизм взаимодействия системы иммуногенетических барьеров растений и реакция их на повреждение вредителем обуславливает избирательность сортов для откладки яиц, физиологическое состояние вредителя при питании на них и выносливость растения к повреждениям.

2. Выявленные в результате исследования новые признаки устойчивости риса к прибрежной мухе: высокий уровень содержания кремниевой кислоты и энергия роста могут быть использованы при составлении модели идеального сорта риса, устойчивого к прибрежной мухе в условиях Кызылординской области.

Литература:

1. Верещагин Г.А. Экологическая обстановка в Приаралье и проблемы рисоводства в Кзыл – Ординской области. В кн. Интенсивные технологии возделывания риса и культур рисового севооборота. Алма – Ата, 1991.- стр. 7-16.

2. Чижевский А.Е. я познаю мир.Экология. Москва: Астрель, 2004.- 411С.

3. Касьянов А.И. Двукрылые вредители всходов риса. Защита растений. 1973.- №10.- стр.41-44.

4. Комисарова И.А. Вредители риса в новой зоне рисосеяния. Вестник с.-х. науки Казахстана, 1973.- №8.- стр. 102 – 104.

5. Котлярова Л.А. Вредители риса в Южном Казахстане и меры борьбы с ними: Автореф. дис. канд. с.-х. наук. Алма – Ата, 1975.-26С.

6. Шапиро И.Д. Иммунитет полевых культур к насекомым и клещам. Ленинград, 1985.-321С.

7. Вилкова Н.А. Физиолого – биохимические основы иммунитета растений к вредителям.

Иммунитет сельскохозяйственных растений к болезням и вредителям. Москва: Колос,1975.-стр.21-31.

8.Вилкова Н.А. Иммунитет растений к вредителям и его связь с пищевой специализацией насекомых – фитофагов. Чтения памяти Н.А.Холодковского. Т.31.-Ленинград: Наука, 1979.-стр.68-103.

9. Вилкова Н.А., Шапиро И.Д. Иммунологическая защита растений от вредителей. Научные основы защиты астений.-Москва: Колос,1984.-стр.116-138.